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德州儀器推出首款GaN FET 搶攻汽車及工業應用市場

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科技產業資訊室 (iKnow) - May 發表於 2020年11月12日

圖、德州儀器推出首款GaN FET 搶攻汽車及工業應用市場
 
德州儀器(TI)推出了標稱電壓為650 V和600 V的新一代氮化鎵場效應晶體管(GaN FET),主要於汽車及工業應用。這些GaN FET系列具有整合快速開關2.2 MHz柵極驅動器,旨在幫助工程師將功率密度提高一倍、效率高達99%,且電磁尺寸縮小59%。
 
TI使用其專有的GaN材料和矽基氮化鎵(GaN-on-Si)基板技術,研發最新場效應電晶體(FET),在成本與供應鏈方面均優於碳化矽等其他基板材質。
 
車輛電氣化正在改變汽車行業,消費者對能夠更快充電並進一步行駛的車輛的要求也越來越高。因此,工程師面臨著在不損害車輛性能的前提下設計緊湊,輕便的汽車系統的挑戰。TI表示,與現有的矽或SiC解決方案相比,使用其新型汽車GaN FET可以幫助將電動汽車(EV)車載充電器和DC / DC轉換器的尺寸減少多達50%,例如:如5G電信整流器、伺服器電源供應器。從而使工程師能夠擴展電池範圍,提高系統可靠性並降低設計成本。在工業設計中,新器件可在要求低損耗和減小電路板空間的AC / DC供電應用中實現高效率和高功率密度,
 
功率密度降低,設備數量減少
 
在高壓,高密度應用中,最小化電路板空間是重要的設計考慮因素。隨著電子系統變得越來越小,它們內部的組件也必須變得越來越小並且放在一起。TI的新型GaN FET集成了快速開關驅動器,內部保護和溫度感應功能,使工程師能夠在降低功耗的同時實現高性能,同時減少電源管理設計的電路板空間。該公司認為,這種集成以及TI GaN技術的高功率密度使工程師能夠消除分立解決方案通常需要的10多個組件。此外,在半橋配置中使用時,每個新的30mΩFET均可支持高達4kW的功率轉換。
 
PFC效率最高
 
GaN具有快速切換的優勢。新型GaN FET採用TI的理想二極管模式以降低功耗。例如,在功率因數校正(PFC)中,理想的二極管模式與分立的GaN和SiC金屬氧化物半導體FET(MOSFET)相比,可將三象限損耗降低多達66%。理想的二極管模式也消除了對自適應死區時間控制的需求,從而降低了固件複雜性和開發時間。
 
最大化熱性能
 
TI GaN FET封裝的熱阻比最接近的競爭產品低23%,因此工程師可以使用更小的散熱器,同時簡化散熱設計,並且可以從底部或頂部冷卻的封裝中進行選擇。此外,FET的集成數位溫度報告可實現主動電源管理,從而使工程師能夠在變化的負載和工作條件下優化系統的熱性能。(722字;圖1)
 

參考資料:
TI launches first automotive GaN FET with integrated driver, protection and active power management. Semiconductor Today, 2020/11/9. 


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